一种硒掺杂黑磷前药及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硒掺杂黑磷前药，包括硒掺杂黑磷纳米薄片和包覆在所述硒掺杂黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇胺，所述硒掺杂黑磷纳米薄片包括黑磷纳米薄片和掺杂在所述黑磷纳米薄片中的硒元素，所述硒元素取代了黑磷晶格中部分磷原子的位置。该硒掺杂黑磷前药用于硒元素可控释放前药，可实现硒元素的近红外光可控释放，从而可控地调节人体中硒含量，调节人体免疫力，预防和治疗癌症。本发明专利技术还提供了该硒掺杂黑磷前药的制备方法。

A selenium doped black phosphorus prodrug and its preparation method

The invention provides a selenium doped black phosphorus prodrug, including selenium doped black phosphorus nanosheets and coated in the polyethylene glycol amine selenium doped black phosphorus nano sheet surface, the se doped black phosphorus nanosheets including selenium black phosphorus nanosheets and doping in the black phosphorus nanosheets in the. The selenium replaces some black phosphorus phosphorus atoms in the lattice position. The selenium doped black phosphorus prodrug is applied to the controlled release of selenium. It can achieve controlled release of selenium by near infrared light, so as to regulate selenium content in human body, regulate human immunity, prevent and treat cancer. The invention also provides a preparation method of the selenium doped black phosphorus prodrug.

【技术实现步骤摘要】
一种硒掺杂黑磷前药及其制备方法
本专利技术涉及生物医用纳米材料
，特别是涉及一种硒掺杂黑磷前药及其制备方法。
技术介绍
癌症严重危害着人类的生命健康。据统计，由癌症导致的死亡人数已经超越艾滋病、疟疾和肺结核，五分之一的死亡由癌症导致。而乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤，死亡率占所有妇女癌症的17％。目前，针对乳腺癌的治疗无论是化学治疗、手术治疗或放射治疗都是对身体有极大副作用的，并且在发生恶性转移以后，无论采用上述何种方式都难以彻底治愈。虽然已有大量的人力、物力、财力已经投入到癌症的研究，但进展十分有限、并且其有效治疗仍然是人类面对的极大考验。有研究表明，微量硒元素与人体的健康密切相关，国内外研究已证明硒(Se)作为人体必需微量元素，具有重要的生理功能及广泛的药理作用。硒的缺乏与过剩都与人的生命健康休戚相关。国内外大量统计资料和临床研究证明，人体缺硒会造成重要器官的功能失调，导致许多严重疾病的发生。许多地区通过补硒使这些疾病得到控制。大量药理学和临床医学方面的研究，进一步证明硒在人体中的许多生理功能是不可替代的。硒是癌症基因表达的调控因子。大量的研究表明，硒具有抑制蛋白质和DNA的生物合成，硒对细胞周期中的有丝分裂期有延迟作用，同时延长细胞有丝分裂前的静止期并为DNA修复创造条件。硒可以通过抑制或调节受增生刺激的细胞的增生来降低细胞的恶变，对肿瘤细胞有促进分化、抑制分裂的双向调节作用，在化学致癌的过程中，硒对抗癌物引起的许多变化，对始发及促进阶段皆有抑制作用。因此认为硒是癌症基因表达的调控因子。尽管硒的无机化合物虽然具有较高的抗癌效力，但是，大量实验证明，无机硒化合物具有蓄积性毒性和致突变作用，使用时剂量难以控制。一般情况下，无机硒化合物(例如硒酸盐和亚硒酸盐)，已知其产生遗传毒性作用，不宜用于医疗—尤其是高剂量，因此，给临床应用带来困难。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种硒掺杂黑磷前药，该硒掺杂黑磷前药用于硒元素可控释放前药，可实现硒元素的近红外光可控释放，从而可控地调节人体中硒含量，调节人体免疫力，预防和治疗癌症，无毒副作用。具体地，第一方面，本专利技术提供了一种硒掺杂黑磷前药，包括硒掺杂黑磷纳米薄片和包覆在所述硒掺杂黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇胺，所述硒掺杂黑磷纳米薄片包括黑磷纳米薄片和掺杂在所述黑磷纳米薄片中的硒元素，所述硒元素取代了黑磷晶格中部分磷原子的位置。本专利技术将硒掺杂在黑磷纳米薄片中，可实现硒元素的近红外光可控释放，同时采用聚乙二醇胺进行包覆，使得黑磷纳米薄片具有很好的生物相容性，可通过生物降解或者正常的生理途径排出体外，对生物体无毒副作用、生物安全性高，为硒在生物医药领域的应用提供了全新的途径。所述硒掺杂黑磷纳米薄片中，所述硒元素的掺杂质量浓度为0.1-5％，可选地，硒元素的掺杂质量浓度为1-4％，进一步地为2-3％。适合的硒元素含量，既可以满足前药对硒元素含量的要求，同时可以使黑磷纳米薄片仍然保持良好的光学吸收性能、光热性能，实现硒元素的有效释放。所述硒掺杂黑磷纳米薄片的长宽尺寸为50nm-200nm；所述硒掺杂黑磷纳米薄片的厚度为1nm-5nm。可选地，硒掺杂黑磷纳米薄片的尺寸为50nm-150nm、100nm-150nm、120nm-180nm、160nm-200nm。可选地，厚度为1-3nm或2-4nm。适合的黑磷纳米薄片尺寸，可以有效提高黑磷纳米片的癌细胞被动靶向性。而适合的厚度能够具有合适的禁带宽度，从而更有效的吸收近红外光，转化为热能。所述硒掺杂黑磷纳米薄片与聚乙二醇胺的质量比为1∶0.2-10。可选地，质量比为1∶1-8，或1∶2-6，或1∶3-5。适合量的聚乙二醇胺修饰可以提高黑磷纳米片的生物相容性和稳定性。本专利技术中，所述聚乙二醇胺包括甲基聚乙二醇胺(CH3-PEG-NH2)、甲氧基聚乙二醇胺(CH3O-PEG-NH2，简称为mPEG-NH2)和聚乙二醇二胺(NH2-PEG-NH2)中的至少一种。所述聚乙二醇胺通过静电引力吸附在所述硒掺杂黑磷纳米薄片表面，所述聚乙二醇胺的重均分子量为2000-30000。聚乙二醇胺可以有效避免黑磷纳米薄片发生聚集，且聚乙二醇胺兼具亲水特性和极性，可以显著抑制免疫系统的识别，减少单核-吞噬细胞系统的吞噬，并有效延长纳米薄片的血液长循环时间，从而增强药物的生物利用度和癌症部位的富集。本专利技术中，所述黑磷纳米薄片具有非常高的表面积-质量比，一方面能够最大限度地吸收近红外激发光，产生优异的光热性能；另一方面黑磷纳米薄片表面充满负电荷，能够增强与聚乙二醇胺之间的静电吸附能力。本专利技术第一方面提供的硒掺杂黑磷前药，具有近红外光响应、硒可控释放特性、能够有效控制人体的硒含量，以及控制病灶部位肿瘤细胞的增长、并且具备可控降解特性，对于提高人体免疫力，预防和治疗癌症具有极高的临床价值。第二方面，本专利技术提供了一种硒掺杂黑磷前药的制备方法，包括以下步骤：将红磷、锡单质、四碘化锡、硒单质按照质量比(200-500)∶(10-20)∶(5-10)∶(0.5-10)密封于真空硅玻璃管中；将所述硅玻璃管水平置于加热炉中，先加热至700-800℃保持1-5小时，然后冷却至450-550℃保持5-9小时，再进一步冷却至100-200℃保持6-10小时，随后冷却至室温，最后在所述硅玻璃管内得到硒掺杂的黑磷晶体；采用液相剥离法将所述硒掺杂的黑磷晶体分散到水相中得到悬浮的硒掺杂黑磷纳米薄片；在超声、搅拌作用下采用聚乙二醇胺包覆所述硒掺杂黑磷纳米薄片，即得到硒掺杂黑磷前药，所述硒掺杂黑磷前药包括硒掺杂黑磷纳米薄片和包覆在所述硒掺杂黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇胺，所述硒掺杂黑磷纳米薄片包括黑磷纳米薄片和掺杂在所述黑磷纳米薄片中的硒元素，所述硒元素取代了黑磷晶格中部分磷原子的位置。本专利技术中，可选地，所述加热过程的升温速率为1-5℃/min，进一步可为2-4℃/min，1.5-3℃/min。通过加热至700-800℃保持1-5小时，从而使得硅玻璃管中的原料完全升华并发生反应。然后通过先冷却至450-550℃保持5-9小时，再进一步冷却至100-200℃保持6-10小时，随后冷却至室温的梯度冷却过程，使得升华后的气体在硅玻璃管内壁冷却结晶形成硒掺杂的黑磷晶体。所述冷却至450-550℃的降温速率为1-3℃/min，所述冷却至100-200℃的降温速率为1-3℃/min。适合速率的冷却过程有利于黑磷晶体的形成，同时有利于实现硒元素在所述黑磷晶体中均匀掺杂。本专利技术中，所述硒单质的质量为所述红磷质量的0.1-5％。进一步地，所述硒单质的质量为所述红磷质量的1-4％，2-3％。本专利技术中，所述锡单质的质量为所述红磷质量的2-10％，进一步地为3％-8％，4％-6％，5％-7％。所述四碘化锡的质量为所述红磷质量的1-5％，例如可以是1％，2％，3％，4％，5％。可选地，所述硅玻璃管的长度尺寸为200mm，直径为10mm。本专利技术所述液相剥离法为本领域将块状黑磷剥离成薄片状黑磷的现有方法，无特殊限定。通过控制液相剥离过程的各操作参数可以获得不同尺寸大小的硒掺杂黑磷纳米薄片。可选地，所述超声的频率为3000-4500HZ，持续时间为0.5-2小时；所述搅拌的转速为800rpm-1200rpm，持续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硒掺杂黑磷前药，其特征在于，包括硒掺杂黑磷纳米薄片和包覆在所述硒掺杂黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇胺，所述硒掺杂黑磷纳米薄片包括黑磷纳米薄片和掺杂在所述黑磷纳米薄片中的硒元素，所述硒元素取代了黑磷晶格中部分磷原子的位置。

【技术特征摘要】
1.一种硒掺杂黑磷前药，其特征在于，包括硒掺杂黑磷纳米薄片和包覆在所述硒掺杂黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇胺，所述硒掺杂黑磷纳米薄片包括黑磷纳米薄片和掺杂在所述黑磷纳米薄片中的硒元素，所述硒元素取代了黑磷晶格中部分磷原子的位置。2.如权利要求1所述的硒掺杂黑磷前药，其特征在于，所述硒掺杂黑磷纳米薄片中，所述硒元素的掺杂质量浓度为0.1-5％。3.如权利要求1所述的硒掺杂黑磷前药，其特征在于，所述硒掺杂黑磷纳米薄片的长宽尺寸为50nm-200nm；所述硒掺杂黑磷纳米薄片的厚度为1nm-5nm。4.如权利要求1所述的硒掺杂黑磷前药，其特征在于，所述硒掺杂黑磷纳米薄片与所述聚乙二醇胺的质量比为1∶(0.2-10)。5.如权利要求1所述的硒掺杂黑磷前药，其特征在于，所述聚乙二醇胺通过静电引力吸附在所述硒掺杂黑磷纳米薄片表面，所述聚乙二醇胺的重均分子量为2000-30000。6.一种硒掺杂黑磷前药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将红磷、锡单质、四碘化锡、硒单质按照质量比(200-500)∶(10-20)∶(5-10)∶(0.5-10)密封于真空硅玻璃管中；将所述硅玻璃管水平置于加热炉中，先加热至...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晗，仇萌，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44